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C语言：函数基础

news 2025/7/23 12:18:20

Day 11-C语言

函数

  • 函数：实现一定功能的，独立的代码模块，对于函数的使用，一定是先定义，后使用。

  • 使用函数的优势：

    ① 我们可以通过函数提供功能给别人使用。当然我们也可以使用别人提供的函数，减少代码量。

    ② 借助函数可以减少重复性的代码。

    ③ 实现结构化（模块化：C语言中的模块化其实就是多文件+函数）程序设计思想。

    关于结构化设计思想：将大型的任务功能划分为相互独立的小型的任务模块来设计（多文件 + 函数）

  • 函数的作用：
    (1) 代码复用：避免重复编写相同功能的代码。
    (2) 模块化设计：将复杂程序拆分成多个小功能模块，每个函数负责一个独立任务，使代码逻辑结构更加清晰。
    (3) 便于维护和调试：单个函数功能单一，出现问题容易定位和修改，不需要改动整个程序。
    (4) 提高开发效率：便于多人协同开发时，分工明确，编写不同函数，最终组合成完整程序

  • 函数是C语言程序的基本组成单元：

    C语言程序必须包含一个main函数，可以包含零个或多个其他函数。

函数的分类

  • 按来源分：

    • 库函数:C语言标准库实现的并提供使用的函数，如：scanf()、printf()、fgets()、fputs()、strlen()…
    • 自定义函数：需要程序员自行实现，开发中大部分函数都是自定义函数。

  • 按参数分：

    • 无参函数：函数调用时，无需传递参数，可有可无返回值，如：show_all();
    • 有参函数：函数调用时，需要参数传递数据，经常需要配套返回值来使用，如：printf(“%d\n”, 12);

  • 按返回值分：

    • 有返回值函数：函数执行后返回一个值，如： if (scanf("%d", &num) != 1)
    • 无返回值函数（void）：函数仅执行操作，不返回值

  • 从函数调用的角度分：

    • 主调函数：主动去调用其他函数的函数。（main函数只能作为主调函数）

    • 被调函数：被其他函数调用的函数。

    • 举例：

      // 主调函数
int main()
{// 被调函数printf("hello world!\n");
}

      注意：很多时候，尤其是对于自定义函数，一个函数有可能既是主调函数，又是被调函数。

      int fun_b()
{printf("函数B\n");
}// fun_a是主调函数
int fun_a()
{printf("函数A\n");// fun_b是背调函数fun_b();
}int main()
{// fun_a是被调函数fun_a();
}

      以上案例中，fun_a()相对fun_b()来说是主调函数，同时对于main()函数来说，他又是被调函数。

函数的定义

定义

语法：

[返回类型] 函数名([形参列表]);  --函数头|函数首部
{函数体语句;                --函数体 | 整个{}包括的内容，{}不能省略
}

函数头：

  • 返回类型：函数返回值的类型
  • 函数名：函数的名称，遵循标识符命名（不能以数字开头，只能包含大小写字母、下划线、数字。建议：小写+下划线）
  • 形参列表：用于接收主调函数传递的数据，如果有多个参数，使用,分隔，且每一个形参都需要指明类型

小贴士：

①形参：主调函数给被调函数传递数据 主调函数 → 被调函数

②返回值：被调函数给主调函数返回数据 被调函数 → 主调函数

说明：

  • 函数的返回值：就是返回值的类型，两个类型可以不同，但是必须能够进行转换,举例：

    double fun_a()  //函数返回类型 ：double
{return 12;  //函数的返回值是int
}
//分析：此时需要转换int[] fun_b()  //函数返回类型int[]
{return 12;  //函数的返回值是int
}
//int不能转换为int[],错误！！int fun_c()   //函数返回类型 ：int
{return 12.5;  //函数的返回值是double
}
// double可转化为int类型

    理解：

    可以将函数的返回类型理解为 变量的类型，将函数的返回值理解为 变量的值

  • 在C语言中无返回值时应明确使用viod类型（空类型/无类型）举例：

    void test() // 无返回值，提前结束写：return
{printf("hello world!\n");
}// 等价于上面写法
void test()
{printf("hello world!\n");return;  // 一般省略不写
}

  • 在C语言中，C89标准允许函数的返回类型标识符可以省略，如果省略，默认返回int。C99/C11标准要求明确指定返回类型，不支持int类型。举例

    // 写法1：（C89标准），main的返回类型是int类型，默认返回值是0，等价于写法2   不推荐
main()
{...
}// 写法2：（C99后推荐），等价于上面写法
int main()
{return 0;
}

  • 函数中返回语句的形式为return(表达式)或者return 表达式

    int main()
{return (0);
}
//等价于
int main()
{return 0;
}

  • 如果参数列表中有多个参数，则他们之间要用,分隔；即使类型相同，也要逐个说明。举例：

    // 正确举例
int avg(int x, int y, int z)
{...
}// 错误举例
int avg(int x, y, z)
{...
}

  • 如果形参列表中没有参数，我们可以不写，也可以用void标识，举例：

    // 写法1：推荐
int main()
{...
}// 写法2：
int main(void)
{...
}

  • C89开始提供了变长参数，需要引入<stdarg.h>

    语法：

    [返回类型] 函数名(参数1,...)
{...
}

    • 举例：

      #include <stdio.h>
#include <stdarg.h>// 计算n个整数的平均值
double average(int n, ...) { // ...只能放在 具体的参数列表的后面va_list args;       // 声明参数列表对象int sum = 0;va_start(args, n);  // 初始化参数列表，n是最后一个固定参数// 遍历所有可变参数for (int i = 0; i < n; i++) {// 获取一个int类型的参数sum += va_arg(args, int);}va_end(args);       // 清理参数列表return (double)sum / n;
}int main() {printf("平均值: %.2f\n", average(3, 10, 20, 30));   // 20.00printf("平均值: %.2f\n", average(5, 1, 2, 3, 4, 5)); // 3.00return 0;
}
    案例
案例1：

  • 需求：计算1~n之间的阶乘

  • 代码

    #include <stdio.h>/**
*定义一个函数，实现阶乘
*@param n:阶乘上限
*@return n n的阶乘值
*/size_t test_1(int n)
{int i; // 循环变量size_t s = 1; // 初始值1for (i = 1; i <= n;i++) s *= i;return s;}int main(int argc,char *argv[])
{printf("1~3的阶乘结果是：%lu\n",test_1(3));printf("1~5的阶乘结果是：%lu\n",test_1(5));printf("1~12的阶乘结果是：%lu\n",test_1(12));printf("1~20的阶乘结果是：%lu\n",test_1(20));return 0;
}

  • 运行结果

在这里插入图片描述

注意：这里计算结果为0，由于数据太大，超过存储范围，建议使用unsigned long类型

案例2：

  • 需求计算一个圆台的面积之和

  • 实现

    1. 定义一个函数，传递一个圆的半径，返回一个圆的面积

  • 代码

    #include <stdio.h>
#include <math.h>#define PI 3.1415926/*** 定义一个函数,计算圆的面积* @param r:圆的半径* @return 圆的面积*/double cicle_area(double r)
{return PI * pow(r,2.0);// return PI * r * r;
}int main(int argc,char *argv[])
{double r1,r2,area1,area2;printf("请输入两个圆的半径：\n");scanf("%lf%lf",&r1,&r2);//计算面积area1 = cicle_area(r1);area2 = cicle_area(r2);printf("两个圆的面积之和为%lf\n",area1+area2);return 0;
}

注意：

编译代码命令 gcc demo01.c -lm

  • 运行结果：
    在这里插入图片描述

形参和实参

形式参数

定义：

函数定义时·指定的参数，形参是用来接受数据的。函数在定义的时候，系统不会为其分配内存，只有函数调用时，系统才会为其申请内存。主要用于存储实际参数，并且当函数返回时（执行return），系统会自动收回为形参申请的内存资源

  • C语言中所有的参数传递都是值传递。
  • 若要修改实参，需要传递指针，指针本质上也是值传递
案例

  • 需求：判断一个数是偶数还是奇数

  • 代码：

    #include <stdio.h>/*** 方式一*/
void fun1(int n) // n为形参
{if (n % 2 == 0){printf("%d是偶数！\n",n);return;}printf("%d是奇数！\n",n);
}/*** 方式二*/
int fun2(int n) // n为形参
{if (n % 2 == 0){printf("%d是偶数！\n",n);return -1;}printf("%d是奇数！\n",n);return 0;
}int main(int argc,char *argv[])
{fun1(4);fun2(5);return 0;
}

  • 运行结果：

    在这里插入图片描述

实际参数
定义

实参是函数调用时由主调函数传递给被调函数的具体数据。实参可以是常量、变量、表达式、带有返回值的函数等

关键特性

1.类型多样性：

  • 实参可以是常量、变量、表达式

  • 例如

    fun(12);      // 常量作为实参
fun(a);       // 变量作为实参
fun(a + 12);  // 表达式作为实参
fun(func());  // 带有返回值的函数作为实参

2.类型转换

  • 当实参和形参类型不同时，会按照赋值规则进行转换。

  • 类型转换可能导致精度丢失。

  • 例如：

    #include <stdio.h>/*** 求一个数的绝对值*/
double fabs(double a)
{return a < 0 ? -a : a;
}int main()
{int x = 12, y = -12;int x1 = (int)fabs(x);  // x会被隐式转换为double，fabs返回的是double类型数据int y1 = (int)fabs(y);
}

    注意：函数调用时，通过实参给形参赋值。形参类似于变量，实参类似于变量的值

    函数调用时：

    主调函数通过实参给被调函数的形参赋值，可理解为：将主调函数据的值赋值给被调函数的变量。

    函数返回时：

    被调函数通过返回值给主调函数赋值，可理解为：将被调函数的值赋值给主调函数的变量。

3.单项值传递

  • C语言采用单项值传递机制（赋值方向：实参 → 形参）

  • 实参仅将其赋值给形参，不传递实参本身。

  • 形参值的改变不会影响实参

  • 案例：

    int modify(int n) // n的变量地址：0x11
{n = 20;  // 修改 0x11这个空间的数据位20  n = 20return n;
}int main()
{int n = 10;   // n的变量地址：0x21modify(n);    // 将0x21中的数据赋值给0x11这个空间printf("%d\n", n); // 10
}

4.内存独立性

  • 实参和形参在内存中占不同空间

  • 形参拥有独立的内存空间

  • 演示

    #include <stdio.h>int fun(int n)  // n是形参
{printf("形参n的值：%d\n", n);n += 5; // 修改形参的数据return n;
}int main()
{int a = 10;printf("调用前实参a的值：%d\n", a); // 10// 变量作为实参int res = fun(a); // a 是实参printf("调用前实参a的值：%d\n", a); // 10printf("函数返回值：%d\n", res);   // 15// 常量作为实参fun(12);   //字面量12作为实参// 表达式作为实参fun(a + 12); // 表达式作为实参return 0;
}/*调用前实参a的值: 10形参n的值: 10调用后实参a的值: 10函数返回值: 15形参n的值: 12形参n的值: 22 */
案例：

  • 需求：输入4个整数，用函数求出最大值

  • 分析

    • 设计一个函数，只求2个数中的最大值
    • 多次复用

  • 代码

    #include <stdio.h>/*** 定义一个函数，求2个数中的最大* @param x,y：参与比较的整数* @return 返回最大值*/
int get_max(int x,int y)
{return x > y ? x : y;
}int main(int argc,char *argv[])
{//创建变量4个int a,b,c,d;//创建变量，存储最大值int max;printf("请输入4个整数：\n");scanf("%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d);max = get_max(a,b);max = get_max(max,c);max = get_max(max,d);printf("%d %d %d %d中最大的是%d\n",a,b,c,d,max);return 0;
}

  • 运行结果

在这里插入图片描述

函数的返回值

定义
  • 若不需要返回值，函数可以没有return语句
  • 一个函数中可以有多个return语句，但是同一时刻只有一个return被执行。
  • 返回类型一般情况下要和函数中return语句返回的数据类型一致，如果不一致，要符合C语言中的隐式转换规则。
案例

  • 需求：输入两个整数，用一个函数求最大值

  • 实现1：不涉及类型转换

    #include <stdio.h>int get_max(int x, int y)
{if (x > y) return x;return y;
}int main()
{int a,b,max;printf("请输入两个整数：\n");scanf("%d%d",&a,&b);max = get_max(a,b);printf("%d,%d中的最大值是%d\n",a,b,max);
}

  • 实现2：设计类型转换-隐式转换

    #include <stdio.h>double get_max(int x, int y)  // int隐身转换为double
{if (x > y) return x;return y;
}int main()
{int a,b,max;printf("请输入两个整数：\n");scanf("%d%d",&a,&b);max = (int)get_max(a,b);  // 显示转换printf("%d,%d中的最大值是%d\n",a,b,max);
}

  • 实现3：涉及类型转换-显示转换

    #include <stdio.h>int get_max(int x, int y)  // 将double类型转换为int类型，可以隐式转换，也可以显示转换
{double z;z = x > y ? x : y;return (int)z; // 显示转换
}int main()
{int a,b,max;printf("请输入两个整数：\n");scanf("%d%d",&a,&b);max = get_max(a,b);printf("%d,%d中的最大值是%d\n",a,b,max);
}

函数的调用

调用方式

①函数语句：

test();  // 对于无返回值的函数
int res = max(2,4);

②函数表达式

4 + max(2,4)
scanf("%d",&num != 1)
(c = getchar() != '\0')

③函数参数

printf("%d",(int)fabs(number));  //函数做实参

注意：函数可以作为函数的实参，如果要作为形参，必须使用函数指针。

在一个函数中调用另一个函数具备以下条件：

  • 被调用的函数必须是已经定义的函数。
  • 若使用库函数，应在本文件开头用#include包含其对应的头文件。
  • 若使用自定义函数，自定义函数又在主调函数的后面，则应在主调函数中对被调函数进行声明。声明的作用是把函数名、函数参数的个数和类型等信息通知编译系统，以便于在遇到函数时，编译系统能正确识别函数，并检查函数调用的合法性。

函数的声明

函数调用时，往往要

定义

完整的函数使用分为三部分：

  • 函数声明

    int max(int x,int y,double z);  // 函数只保留
int max(int,int,double);  //函数声明时，可省略形参名

    函数声明如果是在同一个文件，一定要定义在文件中所有函数定义的最前面。如果有对应的.h文件，可以将函数的声明抽取到.h中。

  • 函数定义

    int max(int x, int y, double z)     // 函数定义时，一定不能省略形参名称
{return x > y ? x : y > z ? y : (int)z;
}

    函数定义的时候，不能省略形参的数据类型、参数个数、参数名称，位置要和函数声明完全一致。

    注意：函数定义时参数列表要与函数声明时的参数列表完全对应，同时函数定义要保留形参名称

  • 函数调用

    int main()
{printf("%d\n", max(4,5,6));
}
作用

C语言的函数声明时为了提前告诉编译系统函数的名称、返回类型和参数，这样在函数实际定义之前就能安全调用它，避免编译错误，同时检查参数和返回值是否正确。相当于给编译器一个“预告”，确保代码正确编译和运行。

使用

  • 错误示例：被调函数写在主调函数之后

    // 主调函数
int main()
{printf("%d\n", add(12,13));// 编译报错，因为函数未经过声明，编译系统无法检查函数的合法性
}// 被调函数
int add(int x, int y)
{return x + y;
}

  • 正确示例：主调函数写在被调函数之后

    // 被调函数
int add(int x, int y)
{return x + y;
}// 主调函数
int main()
{printf("%d\n", add(12,13));
}

    注意：如果函数的调用比较简单，如a函数调用b函数，b函数定义在a函数之前，此时是可以省略函数声明的。

  • 正确演示：被调函数和主调函数无法区分前后，必须要增加函数声明

    // 函数声明
void funa(int, int);
void funb(int, int);// 函数定义
void funb(int a, int b)
{...// 函数调用funa();
}void funa(int a, int b)
{...// 函数调用funb();
}int main()
{// 函数调用funa(12,13);
}

    声明的方式：

    • 函数头加上分号

        int add(int a, int b);

    • 函数头加上分号，可省略形参名称，但不能省略参数类型

        int add(int, int);
http://www.lryc.cn/news/596476.html

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